电力系统谐波对继电保护的影响

发表时间:2021/4/12   来源:《中国电业》2020年36期   作者:谷栋
[导读] 电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,
        谷栋
        菏泽供电公司  山东菏泽  274000
        摘要:电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,它是通过电能生产以及传输等形式,从而有效的将不同的电力分配给相关的用户,这是一个非常复杂的过程,其中涉及到了多个线路和系统结构,为了提高电力系统在运行中的安全性,有关部门通过不同的措施和方法,加强对电力系统和信息数据的控制值,并且安装相应的电力保护装置,并且在自动化技术的应用下实现监控自动化、调度自动化的目的,总而言之,电力系统就是在先进的技术装备以及高经济效益的基础上,实现的一种协调工作。但是在电力系统的运行过程中,还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患,造成对电力结构的影响,谐波就是其中的主要危害因素,需要对它进行全面的分析,找到有效的抑制方法。
        关键词:电力系统谐波;继电保护;影响;控制措施
        1导言
        对于电力系统来说,谐波的产生有着一定的危害,对机电型继电保护装置、微机继电保护等方面都有着一定的影响,有关人员需要从有源谐波治理、无源谐波治理等方面进行控制,从而减少谐波对电力系统的破坏,延长它们的使用寿命。
        2谐波产生的原因
        谐波是指一种周期性的一种频率变量,它是对电力系统中电流的一种改变,而且谐波中还可以分为分数谐波、间谐波以及次谐波等不同的类型。对于谐波产生的原因,它主要是由电源、输配电设备以及电力系统中的非线性负载构成的。首先,对于电源端产生的谐波来说,它是由于在发电过程中,三相绕组在制作上有着一定的质量问题,很难达到各个参数上的平衡,在不同的影响因素下,会造成一定谐波的产生,但是电源端所产生的谐波是非常少的,一般不会有太大的影响。其次,对于输配电过程产生的谐波来说,很多时候都是由于电力变压器导致的,这是由于变压器在设计过程中,可能会考虑到经济性等方面,忽略掉铁心磁化曲线的影响,使其处于非线性的状态,产生一定的谐波,在这种背景下,谐波电流通常来说所占额度较高,对于电力系统的影响也是非常大的。另外一方面来说,谐波产生的原因还包括电力设备的作用。包括一些变频设备和用户端的使用设备,在充电装置以及控制等方面,会造成不同程度的变化功率,从而增大谐波产生的概率。
        3电力系统谐波对继电保护的影响
        3.1对整流型继电保护装置的影响
        在电力网中,正弦波是理想波形,这是毋庸置疑的,造成谐波出现的原因就是装置的单向导电作用,接线方式以及系统参数等等原因之下产生的。此波的出现对于电力系统是相当的不利,对继电保护装置也造成一定程度的伤害,对继电保护工作也产生不同程度的影响,其中高次谐波是非常重要的因素,当谐波电压较高的时候,继电保护装备在一定程度上就会出现误动等一系列情况,增加系统的误差,从而增加困难性。在高而负序系统中的高次谐波电流会对负序电流产生不同的影响,从而引发误动现象,甚至会破坏联动装置,导致工作无法进行。
        3.2对机电型继电保护的影响
        机电型继电保护装置是对电力系统中的测量部分、逻辑部分以及执行部分进行保护的过程,它是由若干个不同的机电型继电器组成,可以有效的反映出实时电压和电流的运行状态,通常情况下,如果电力系统内部发生一定的故障,机电型机电保护装置就会快速的对故障位置进行定位,减少带来的安全隐患,对于机电型继电器来说,它是由于电磁感应或者电磁力的作用下,产生不同程度的机械动作,并且在继电器中加入了不同的物理量,从而使其满足一定的目的。在电力系统的运行这种,谐波会对机电型继电保护装置造成一定的影响,这主要是由于这个类型的装置是经过电磁、电力以及机械等方面的多次转换而成,而谐波的产生可能会对电力造成一定的影响,从而导致保护装置的准确度降低,速度变慢等现象,还会引发假性故障的产生,对机电型继电保护装置的工作原理造成一定的破坏。
        3.3对感应型继电保护装置的影响。


        在圆盘磁场的作用下,感应性继电保护装置肯定会产生感应电流,而感应电流在空间其他磁场的作用下,先出电磁转矩,进而促进圆盘转动。感性性继电保护装置动作较慢,可以活动的部分惯性较大,所以谐波对此影响相对较小。基于科学分析,可以了解到,受基变电流产生的谐波分量会在继电保护装置的磁盘上产生附加转矩,所以继电保护装置的触发时间可能会随此影响而产生一定的改变,对于3~5次谐波分量产生的转矩对此产生的影响更大
        4在继电保护装置中应对谐波的方法
        4.1加入滤波器的应用
        在电力系统中,有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路,它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合,从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说,数字滤波器是比较有效的一种滤波装置,它与模拟滤波器相对应,将电力系统中的运行线路当成一个变量,并且对外界的输入信号进行有效的处理,将输入信号的波形采取有效的倒置工作,从而实现频谱修改的目的。
        4.2对谐波振荡过电压的形成的限制
        首先是在零序回路中增加阻尼,减少谐波的产生和扩大,再者是从途径来解决问题,增大电力系统的容抗和互感器的感抗,这样不会造成谐波震荡参数,也可以从设计思路来解决问题:通过在互感口加设阻尼电阻以此来减少谐波干扰,或者加消除谐波装置;增加电力系统的对地电容,增加地容抗这样也可以很大一部分抵挡谐波影响;在互感器高压侧中性点使用大电容接地;在电力系统的中性点使用消弧线圈接地。综上来看,在设计和思路上,我们可以多点出发,在考虑电力系统的可靠性,稳定性等方面,我们也可以从限制谐波产生,或者从设计途径来解决问题,以此来达到良好效果。
        4.3有源谐波的治理
        有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上,对治理方式的有效改进,它的滤波效果相对来说比较完善,在额定功率的范围内,由电力电子元件构成一个共同的回路,并且在这种情况下,产生一个系统的共同频率,它的应用范围比较广,包括计算机控制系统以及供电系统等多个领域上,尤其是对于一些大型电力系统中产生的谐波来说,它的消除效果是非常好的,不会受到电子元件的影响,但是由于成本较高,对于一些用户来说,并不是特别受欢迎和重视。
        4.4无源谐波的治理
        无源谐波的治理过程主要是将电抗器与电容器串联到一起,并且形成一定的回路,在这个回路上,它的谐振频率需要设定到不同的振动点上,从而达到滤除多次谐波的目的,在电力系统的运行过程中,这种工作的方法造价成本是非常低的,而且操作简单,市场需求非常大,许多高次谐波采用的都是这种治理方式,但是在无源谐波的治理过程中,它的滤波效果并不是很突出,不能得到有效的消除,还会存在与系统谐振的可能,需要有关人员从综合方面进行考虑和选择。
        5结束语
        总之,在现阶段,电子产品广泛运用,大型工厂,商业大楼等的用户用电量巨大,电力系统更加复杂,这样随着经济的发展,在此基础上电力系统也带来了很大影响,这样电力系统的稳定性和可靠性需要更加得到保证,再这样的前提下,更需要消除谐波电力系统的影响,只有这样才能使得电力系统才能正常运行,对于继电保护装置,还要能够正确的区分电路的运行状态,以此来避免外界的干扰,保证电力系统的稳定运行,这样才是电力发展的主要趋势。
        参考文献:
        [1]朱文慧.电力系统谐波对继电保护的影响分析及应对措施[J].无线互联科技,2018,15(20):7-8.
        [2]吴国沛,刘育权,任震.电力系统谐波对继电保护的影响[J].电力自动化设备,2002(07):78-79.
        [3]杨蜀.电力系统谐波对继电保护的影响分析及应对措施[J].机电信息,2013(21):24-25.
        [4]陈震.有关电力系统谐波对继电保护的影响分析[J].中国新技术新产品,2012(24):75-76.
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